Divers éléments membranaires sont utilisés dans l'industrie du traitement de l'eau, les plus courants étant les membranes d'ultrafiltration et d'osmose inverse. Ces deux types de membranes sont des consommables des équipements de traitement de l'eau. La taille des pores d'une membrane d'osmose inverse est 100 fois plus petite que celle d'une membrane d'ultrafiltration ; par conséquent, les équipements de traitement de l'eau par osmose inverse peuvent éliminer efficacement les métaux lourds, les pesticides, le chloroforme et autres polluants chimiques présents dans l'eau. Les purificateurs d'eau par ultrafiltration sont moins performants. Ils peuvent éliminer les polluants particulaires et les bactéries, également éliminés par osmose inverse.
1. Différence de propriétés entre la membrane d'ultrafiltration et la membrane d'osmose inverse :
La membrane d'osmose inverse est une membrane semi-perméable artificielle aux caractéristiques spécifiques, conçue pour imiter une membrane semi-perméable biologique. Elle est généralement composée de matériaux polymères. Le diamètre de ses pores est généralement compris entre 0,5 et 10 nm, et sa perméabilité est liée à sa structure chimique.
La membrane d'ultrafiltration est un type de membrane de filtration microporeuse dont la taille des pores est constante et comprise entre 0,001 et 0,02 micron. L'application d'une pression adéquate sur une face de la membrane permet de retenir les molécules de soluté plus petites que la taille des pores, séparant ainsi les particules de masse moléculaire supérieure à 500 daltons (unités de masse atomique) et de taille supérieure à 10 nanomètres. La membrane d'ultrafiltration est l'une des premières membranes de séparation polymères développées, et le dispositif d'ultrafiltration a été industrialisé dans les années 1960.
2. Avantages et inconvénients des membranes d'ultrafiltration et des membranes d'osmose inverse :
Les avantages de l'ultrafiltration : généralement pas de pompes, pas de consommation d'énergie, pas de problèmes de sécurité électrique ; moins de joints, faible pression d'eau, taux de panne et probabilité de fuite d'eau relativement faibles ; structure simple et prix bas ;
Inconvénients : faible efficacité pour éliminer les polluants chimiques de l’eau ; faible efficacité en cas de coupures d’eau ; goût légèrement désagréable ; incapacité à réduire la dureté de l’eau, notamment en cas de forte dureté de l’eau du robinet ; risque d’encrassement du récipient d’eau bouillante.
La membrane d'ultrafiltration permet d'éliminer les macromolécules, les colloïdes, les protéines, les particules, etc., présents en solution. Elle se caractérise par une basse pression, un débit d'eau important et une grande facilité d'utilisation. Des tests menés sur un dispositif de purification d'eau par membrane d'ultrafiltration à fibres creuses ont démontré son efficacité pour éliminer les polluants secondaires présents dans le réseau de distribution et améliorer la qualité de l'eau.
Les avantages des équipements de traitement d'eau par osmose inverse : eau de qualité sûre, élimination efficace de toutes sortes d'impuretés nocives ; meilleure efficacité en cas de pénurie d'eau ; meilleur goût de l'eau ; réduction efficace de la dureté de l'eau et limitation de l'entartrage des récipients d'eau bouillante.
Inconvénients : pompes, consommation d’énergie, problèmes de sécurité électrique ; nombreux joints, pression d’eau élevée, taux de défaillance relativement élevé et probabilité de fuite d’eau ; structure complexe et prix relativement élevé.
3. Domaine d'application des membranes d'ultrafiltration et des membranes d'osmose inverse :
Domaine d'application des membranes d'osmose inverse
Dans les secteurs de l'électricité, de la pétrochimie, de la sidérurgie, de l'électronique, de la médecine, de l'agroalimentaire, de l'administration municipale, de la protection de l'environnement et autres, le dessalement de l'eau de mer et de l'eau saumâtre, la préparation d'eau d'alimentation de chaudières, d'eau pure industrielle et d'eau ultra-pure de qualité électronique, la production d'eau potable, le traitement des eaux usées et les procédés de séparation spéciaux jouent un rôle important.
Domaine d'application des membranes d'ultrafiltration
L'eau pure et l'eau ultrapure sont utilisées comme prétraitement par osmose inverse et comme traitement final d'eau ultrapure dans le processus de préparation ; l'eau industrielle est utilisée pour séparer les bactéries, les sources de chaleur, les colloïdes, les impuretés en suspension et les matières organiques macromoléculaires ; purification de l'eau potable et de l'eau minérale ; concentration, purification et clarification pour la fermentation, l'industrie de la préparation enzymatique et l'industrie pharmaceutique ; concentration et séparation des jus ; séparation, concentration et clarification des produits issus du soja, des produits laitiers, de l'industrie sucrière, du vin, du jus de thé, du vinaigre, etc. ; purification et valorisation des eaux usées industrielles et domestiques ; récupération de la peinture électrophorétique.
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Date de publication : 24 septembre 2020